关于电力辅机转动设备有效制动的研究

关于电力辅机转动设备有效制动的研究

刘文斌

华能济宁运河发电有限公司 山东 济宁 272057

摘要：作为电力辅机设备，对于基层电力企业的重要性不言而喻。机组运行期间，一旦单侧转机设备出现故障后，需要检修时，往往出现制动困难。如采用倒链、钢丝绳和木杆组合制动方式，不但效果不理想，制动停转过程时间长，而且给检修工作带来较大困难和安全风险。因此，研究一套电力辅机转动设备的刹车制动装置，用于引风机等转机的检修，使其能够实现可靠制动，这项研究非常必要和迫切。

关键词：电力辅机转动设备；有效制动

引言：在新能源电力大力发展的今天，火力发电仍然作为一种发电量大且供电稳定的发电手段，在满足用户用电需求的同时还肩负着北方大部分地区的供暖需求。火力发电对于电网调峰影响发挥着举足轻重的作用。电力辅机设备检修和维护，各种新技术的革新与应用，仍然是保证电力企业发展的重要任务。

1、主要研究内容及分析

1.1项目研究的背景和目标

以山东某火力发电厂为例，该电厂5号锅炉A、B引风机，是沈鼓生产的双级动叶可调轴流式风机，原设计旋转部分无刹车和制动装置。当出现设备故障，或需要单侧引风机运行时，另一台风机会出现倒转现象，在无法实行安全快速刹车时，生产人员使用倒链、钢丝绳和木板进行刹车，危险系数大且速度慢。

因此，机组运行期间，一旦单侧风机出现故障后，需要停风机等转动机械检修时，风机制动困难，一般采用倒链、钢丝绳和木杆组合制动方式，效果均不理想，不仅停止过程时间很长，而且有停止中自动转动的情形，给检修工作带来较大困难和安全风险^[1]。因此，研究一套刹车制动设备，用于引风机检修，使引风机快速停止惰走并能实现可靠制动，这项工作非常必要和迫切。

1.2研究内容及任务

1.2.1主要研究内容如下：

通过与生产部门及一线检修人员沟通,针对引风机等转机设备惰走时间长、无法有效制动停止的现状，大家集思广益，探索能够解决问题的又快又简单制动方法。但前提是安全高效，制动可靠，不会停中自转。为生产人员提供一整套可靠的辅机设备制动系统，用于转动机械检修期间的可靠制动，特别是单侧风机运行期间，以保证风机检修工作的顺利开展和检修人员安全。

1.2.2主要任务：

1）通过现场讨论研究和实地测量试验取得制动刹车装置所需安装尺寸、制动片摩擦面积、制动所需时间等参数，并试验传动装置的形式，便于日常操作。

2）通过试验获取更适合现场实际需求的准确参数，使刹车装置满足实际需要，便于操作。

3）形成图纸加工制造并投入使用后，实用性强，安全高效。

1.2.3研究主要技术、经济指标：

（1）制动时间：在风机等辅机设备停运、停电并关闭出入挡板后等措施后，在转动设备即将停转时实行快速制动，到转动设备完全停止制动住的时间不超过60秒。

（2）制动可靠性：设备停转后，对转子部分施加10000牛.米的力矩（力矩方向与自转方向同向），转子不发生转动。

（3）制动安全性：制动全过程无安全隐患和操作风险。

（4）使用寿命：大于3年。

2、研究过程中的问题和现有的解决方法

2.1选择要求

研制生产一种可靠的可应用于轴流风机联轴器等电力辅机设备的制动刹车装置。包括：刹车毂，刹车毂安装在轴流风机联轴器上；刹车机构，刹车机构包括传动装置及刹车片，传动装置的输出端与刹车片驱动连接；采用机械驱动机构，驱动机构包括制动钳、传动装置，传动装置与传动装置驱动轴连接，以驱动刹车片靠近或远离刹车毂，传动装置的另一端固定在风机固定装置上。当进行刹车操作时，控制部通过锥面驱动轴与传动装置之间的摩擦力控制刹车片，以使刹车片向刹车毂的方向运动，并逐渐压紧刹车毂，实现对刹车毂的快速停车。

2.2改造实施

在某电厂引风机设备上对研究成果进行实施：

轮毂制动片设计厚度20-25mm；抱闸总角度设计值65-80°；固定支座抗弯曲强度50000牛.米；抱闸宽度100mm；主要构件：轴流风机刹车装置，其特征在于，包括：引风机侧板、引风机转轴、上壳体和下壳体，所述上壳体的一侧固定连接有驱动电机，驱动电机的输出端固定连接有螺纹杆，螺纹杆的贯穿上壳体的两侧，螺纹杆的外侧壁螺纹连接有多个刹车毂，多个刹车毂的两侧固定连接有固定板，固定板上螺纹连接有第三螺栓，第三螺栓的外侧壁螺纹连接有六角螺帽，固定板通过第三螺栓连接有刹车片，所述上壳体与下壳体的一端均固定连接有半圆法兰。

通过第三螺栓、六角螺帽和固定板之间的配合，当刹车片长时间使用，刹车效果减小后，需要更换刹车片时，通过第三螺栓与六角螺帽的配合，进行拆卸，通过这样的设置，简便了刹车片的拆卸安装，提升了更换效率，同时利用六角螺帽的作用，进一步加强了刹车片的安装稳定性。

风机惯性力矩可通过风机构件间接传递到风机基础，但必须校核构件的附加载荷不超限，力矩传导系统中所有构件设计扭矩不低于30000牛.米；为保证制动可靠性，可设置液压锁紧或机械锁紧装置；风机大轴表面光洁度不低于0.8级。

（1）制动时间：引风机风机停运、停电并关闭出入口风门后，在风机即将停转时实行快速制动，风机完全停止制动住的时间不超过60秒。

（2）制动可靠性：风机停转后，对风机施加30000牛.米的力矩（力矩方向与风机自转方向同向），风机不发生转动。

（3）制动安全性：制动全过程无安全隐患和操作风险。

在某电厂5号炉A、B引风机制动刹车装置已经进行了改造。该制动装置改造采用机械驱动机构，驱动机构包括制动钳、传动装置、刹车片，传动装置与传动装置驱动轴连接，以驱动刹车片靠近或远离刹车毂，传动装置的另一端固定在风机固定装置上。当进行刹车操作时，控制部通过锥面驱动轴与传动装置之间的摩擦力控制刹车片，以使刹车片向刹车毂的方向运动，并逐渐压紧刹车毂，刹车装置结构简单、操作方便，通过传动装置制动后，风机能快速停止运行，有较好的刹车制动效果。投入使用后制动时间短，方便快捷，制动全过程无安全隐患和操作风险。在安装了制动刹车装置后，使用时安全、快捷、方便。目前该装置已在该厂安全使用一年以上，改造后风机联轴器刹车可靠，无操作风险和安全隐患，值得在其它风机推广使用。

结论：

简而言之，本文主要针对现阶段电力辅机转动设备的有效制动进行研究和分析，提出了一种针对电力辅机转动设备的制动刹车装置。通过研究和现场试验，对该装置进行的安装试验和数据收集，对使用情况进行有效评估。通过测试，该型式的制动装置能够对转机设备进行有效的制动，且安全高效，可以推广使用。

参考文献：

[1]曹景山.电力人身安全风险防控手册[J].中国电力出版社,2012.3